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技術 人工芝および人工芝施設

出願人 住友ゴム工業株式会社
発明者 石丸毅
出願日 2012年5月30日 (9年4ヶ月経過) 出願番号 2013-535822
公開日 2015年3月26日 (6年7ヶ月経過) 公開番号 WO2013-046494
状態 特許登録済
技術分野 道路の舗装構造
主要キーワード 温度抑制効果 転倒者 親水樹脂 商品型番 硬質粒状物 植え付け間隔 人工芝表面 黒色ゴム
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2015年3月26日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (4)

課題・解決手段

温度抑制効果が長時間にわたって持続可能であって、かつ、メンテナンスも容易な人工芝および同人工芝を敷設してなる人工芝施設を提供する。人工芝糸を構成する第1のパイル41と、内部に水を吸収する吸水ボイドを備える第2のパイル42とを所定の割合で基布31に混植する。

概要

背景

が通常よりも長いタイプの人工芝、いわゆるロングパイル人工芝は、そのパイル間充填材充填することにより、天然芝に近い特性を持つ人工芝サーフェイスとして、サッカーラグビー野球場などの各種運動競技施設に普及している。

この種の人工芝用の充填材としては、例えばゴムチップ廃タイヤやEPDM等の工業用ゴム破砕品)や熱可塑性エラストマー(PEベース弾力性のある樹脂など)の弾性粒状物が好ましく用いられている。

ところで、廃タイヤを用いたゴムチップは、カーボンによってチップ自体が黒色に着色されているため、太陽光を吸収しやすく、夏場などの炎天下では、人工芝の表面温度が60℃以上になることがある。その結果、夏場の人工芝での運動は、プレーヤーにとって大きな負荷となり、快適性が損なわれるおそれがある。さらには、日没後であっても、熱を吸収した充填材によって表面温度が高い状態が保たれるため、長時間にわたって使用できない場合もあった。

そこで、例えば特許文献1に記載された発明では、充填材に光反射特性のある酸化チタンを添加して、光を反射させて人工芝表面温度上昇を抑えるようにしており、これによれば、黒色ゴムチップを用いた場合よりは、多少の温度上昇抑制効果が得られるが、十分に温度上昇を抑制できるとは言い難い。

そこで、より冷却効果を高める方法として、例えば特許文献2および3には、人工芝の基布や充填材の一部に吸水性樹脂を含有させて、散水を行って吸水性樹脂に水を蓄えておき、気化熱による温度上昇を抑制する方法が開示されている。

しかしながら、この方法では、人工芝の表面に定期的に散水をしなければならないため、メンテナンスに時間を要するし、吸水性樹脂の量と散水量を正確にコントロールしないと、人工芝自体の性状に支障を来すおそれがあるため、状態管理にさらに手間が掛かる。

これらを解決する方法として、例えば特許文献4には、芝糸パイル)の内部を中空ストロー状に形成し、開口した両端がパイルの先端となるようにU字状に基布に植設して(特許文献4の図4参照)、さらにパイルの基布側を破壊することで、人工芝の底面に蓄えられた水を毛細管現象によってパイルの先端側から人工芝の表面に放出できるようにしている。

これによれば、人工芝が踏みつけられることによって芝先から水が漏出することにより、長時間にわたって温度上昇を抑制できる。しかしながら、特許文献4に記載の方法は、夏場の人工芝スキー場用サーフェイスとして設計されたものであって、転倒者擦過傷から守り、かつ、スキー滑りをよくするため、人工芝表面を常にウエット状態にすることを目的としている。

したがって、特許文献4の人工芝を例えばサッカー場や野球場などの一般競技場用サーフェイスに適用した場合、人工芝の表面が濡れているため、滑りやすく、逆にプレー性を大きく損なうおそれがある。さらに、この人工芝は、芝糸の全てがストロー状パイルによって構成されているため、温度抑制効果はよくても、競技サーフェースとしての特性を良好とすることは困難であった。

概要

温度抑制効果が長時間にわたって持続可能であって、かつ、メンテナンスも容易な人工芝および同人工芝を敷設してなる人工芝施設を提供する。人工芝糸を構成する第1のパイル41と、内部に水を吸収する吸水ボイドを備える第2のパイル42とを所定の割合で基布31に混植する。

目的

そこで、本発明は上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、温度抑制効果が長時間にわたって持続可能であって、かつ、メンテナンスも容易な人工芝および同人工芝を敷設してなる人工芝施設を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

基布パイル植設された人工芝において、上記パイルには、少なくとも第1のパイルと第2のパイルとが含まれ、上記第2のパイルは、内部に親水化したボイドを備え、上記第1のパイルと上記第2のパイルとが所定の割合で上記基布に混植されていることを特徴とする人工芝。

請求項2

請求項1に記載の人工芝において、上記第1のパイルの植設量をA,上記第2のパイルの植設量をBとしたとき、上記第2のパイルは、体積比で、B/(A+B)=10〜30%を満足するように植設されている。

請求項3

請求項1または2に記載の人工芝において、上記第1のパイルは、ポリプロピレンまたはポリエチレンからなり、上記第2のパイルは、アクリル親水樹脂からなる。

請求項4

請求項1ないし3のいずれか1項に記載の人工芝において、上記パイル間にはさらに、充填材充填されている。

請求項5

請求項1ないし4のいずれか1項に記載の人工芝を敷設してなる人工芝施設

技術分野

0001

本発明は、例えばサッカー競技場などに敷設される人工芝に関し、さらに詳しく言えば、人工芝の温度上昇を抑制し、プレーヤーにかかる負担を軽減する人工芝に関する。

背景技術

0002

が通常よりも長いタイプの人工芝、いわゆるロングパイル人工芝は、そのパイル間充填材充填することにより、天然芝に近い特性を持つ人工芝サーフェイスとして、サッカーラグビー野球場などの各種運動競技施設に普及している。

0003

この種の人工芝用の充填材としては、例えばゴムチップ廃タイヤやEPDM等の工業用ゴム破砕品)や熱可塑性エラストマー(PEベース弾力性のある樹脂など)の弾性粒状物が好ましく用いられている。

0004

ところで、廃タイヤを用いたゴムチップは、カーボンによってチップ自体が黒色に着色されているため、太陽光を吸収しやすく、夏場などの炎天下では、人工芝の表面温度が60℃以上になることがある。その結果、夏場の人工芝での運動は、プレーヤーにとって大きな負荷となり、快適性が損なわれるおそれがある。さらには、日没後であっても、熱を吸収した充填材によって表面温度が高い状態が保たれるため、長時間にわたって使用できない場合もあった。

0005

そこで、例えば特許文献1に記載された発明では、充填材に光反射特性のある酸化チタンを添加して、光を反射させて人工芝表面の温度上昇を抑えるようにしており、これによれば、黒色ゴムチップを用いた場合よりは、多少の温度上昇抑制効果が得られるが、十分に温度上昇を抑制できるとは言い難い。

0006

そこで、より冷却効果を高める方法として、例えば特許文献2および3には、人工芝の基布や充填材の一部に吸水性樹脂を含有させて、散水を行って吸水性樹脂に水を蓄えておき、気化熱による温度上昇を抑制する方法が開示されている。

0007

しかしながら、この方法では、人工芝の表面に定期的に散水をしなければならないため、メンテナンスに時間を要するし、吸水性樹脂の量と散水量を正確にコントロールしないと、人工芝自体の性状に支障を来すおそれがあるため、状態管理にさらに手間が掛かる。

0008

これらを解決する方法として、例えば特許文献4には、芝糸パイル)の内部を中空ストロー状に形成し、開口した両端がパイルの先端となるようにU字状に基布に植設して(特許文献4の図4参照)、さらにパイルの基布側を破壊することで、人工芝の底面に蓄えられた水を毛細管現象によってパイルの先端側から人工芝の表面に放出できるようにしている。

0009

これによれば、人工芝が踏みつけられることによって芝先から水が漏出することにより、長時間にわたって温度上昇を抑制できる。しかしながら、特許文献4に記載の方法は、夏場の人工芝スキー場用サーフェイスとして設計されたものであって、転倒者擦過傷から守り、かつ、スキー滑りをよくするため、人工芝表面を常にウエット状態にすることを目的としている。

0010

したがって、特許文献4の人工芝を例えばサッカー場や野球場などの一般競技場用サーフェイスに適用した場合、人工芝の表面が濡れているため、滑りやすく、逆にプレー性を大きく損なうおそれがある。さらに、この人工芝は、芝糸の全てがストロー状パイルによって構成されているため、温度抑制効果はよくても、競技サーフェースとしての特性を良好とすることは困難であった。

先行技術

0011

日本特許公開2010−59659号公報
日本特許公開H06−33411号公報
日本特許公開2007−126850号公報
日本特許公開2000−27113号公報

発明が解決しようとする課題

0012

そこで、本発明は上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、温度抑制効果が長時間にわたって持続可能であって、かつ、メンテナンスも容易な人工芝および同人工芝を敷設してなる人工芝施設を提供することにある。

課題を解決するための手段

0013

上述した目的を達成するため、本発明は以下に示すいくつかの特徴を備えている。請求項1に記載の発明は、基布にパイルが植設された人工芝において、上記パイルには、少なくとも第1のパイルと第2のパイルとが含まれ、上記第2のパイルは、内部に親水化したボイドを備え、上記第1のパイルと上記第2のパイルとが所定の割合で上記基布に混植されていることを特徴としている。

0014

請求項2に記載の発明は、上記請求項1において、上記第1のパイルの植設量をA,上記第2のパイルの植設量をBとしたとき、上記第2のパイルは、体積比で、B/(A+B)=10〜30%を満足するように植設されていることを特徴としている。

0015

請求項3に記載の発明は、上記請求項1または2において、上記第1のパイルは、ポリプロピレンまたはポリエチレンからなり、上記第2のパイルは、アクリル親水樹脂からなることを特徴としている。

0016

請求項4に記載の発明は、上記請求項1ないし3のいずれか1項において、上記パイル間にはさらに、充填材が充填されていることを特徴としている。

0017

本発明には、請求項1ないし4のいずれか1項に記載された人工芝を敷設してなる人工芝施設も含まれる。人工芝施設としては、例えばサッカー競技場や野球場、陸上競技場などの運動施設に加え、各種屋外施設屋内施設に用いられてもよい。さらには、公園遊歩道などに用いられてもよく、本発明の人工芝を敷設可能な施設全てが含まれる。

発明の効果

0018

請求項1に記載の発明によれば、人工芝の性状を決める第1のパイルと、水を含んで気化熱を利用する温度抑制専用の第2のパイルとを個別に備えていることにより、人工芝としての特性を変えることなく、温度抑制効果を高めることができる。

0019

請求項2に記載の発明によれば、第2のパイルの植設量を体積比で10〜30%の範囲内としたことにより、人工芝としての特性を変えることなく、温度抑制効果を高めることができる。

0020

請求項3に記載の発明によれば、第1のパイルをポリプロピレンまたはポリエチレンで構成し、第2のパイルをアクリルで構成したことにより、第1のパイルは人工芝に必要な適度な剛性感クッション性を維持することができ、第2のパイルは、水を蓄えるに適した親水性を備えることができる。

0021

請求項4に記載の発明によれば、パイル間にさらに充填材が充填されていることにより、より天然芝に近い性状を再現することができる。

図面の簡単な説明

0022

本発明の一実施形態に係る人工芝を敷設した人工芝構造体の要部断面図。
本発明の第2のパイルの構造を模式的に示した要部断面図。
第1のパイルと第2のパイルとを個別に植設した人工芝を敷設した人工芝構造体の要部断面図。

発明を実施するための最良の形態

0023

次に、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

0024

図1に示すように、この人工芝構造体1は、基盤2上に敷設された人工芝3を有し、人工芝3のパイル4の間には、粒状もしくは紐状などの充填材5が充填されている。基盤2は、例えば地面を平坦に均した簡易舗装面やアスファルトなどで舗装された既設舗装面などであってよい。

0025

さらには、基盤2の上に弾性舗装などを設けてもよいし、既設の古い人工芝を残したまま、その上に新たに人工芝構造体1を敷設するような態様であってもよく、本発明において、基盤2の構成は、仕様に応じて変更可能であり、任意的事項である。

0026

人工芝3は、基布31に所定間隔でパイル4が植設することにより構成される。基布31は、例えばポリプロピレン,ポリエチレンなどの合成樹脂製の平織り布からなり、質量は100〜200g/m2である。

0027

この例において、基布31は、熱可塑性樹脂が用いられているが、リサイクル性を考慮して、溶融性のよい低密度ポリエチレン(LDPE)であることが好ましい。また、平織り布に合成樹脂の綿状物パンチングにより植え付けたものであってもよい。

0028

なお、基布31の色は、仕様に応じて任意に決定されるが、例えば人工芝用の充填材に作り替えられたときに太陽光を吸収にくいように黒色以外の色に着色されていることが好ましい。

0029

パイル4の基布31の表面から先端までのパイル長さH1は、40〜75mmと長い、いわゆるロングパイルであることが好ましい。本発明において、パイル4には、第1のパイル41と、吸水性を有する第2のパイル42とが含まれている。

0030

第1のパイル41は、ポリプロピレン,ポリエチレンなどの熱可塑性樹脂が好適に選択されるが、上記基布31と同様に、リサイクル性を考慮して、溶融性のよい低密度ポリエチレン(LDPE)がより好ましい。通常、パイル4は、天然芝の色に合わせて緑色に着色されているが、光を吸収しやすい色以外の任意の色に着色されてよい。

0031

第1のパイル41には、モノテープヤーンまたはモノフィラメントヤーン複数本束ねたもの、あるいは、帯状スプリットヤーンが用いられてよい。一例として、第1のパイル41は、太さが8000dtex、植え付け量1000g/m3で基布31に植え付けられている。

0032

次に、図2を併せて参照して、この実施形態において、第2のパイル42は、アクリル系親水樹脂の繊維からなり、繊維の内部に親水化したミクロボイド421が多数設けられている。ミクロボイド421には、繊維の伸長方向に沿って細長く伸長して形成された平均細孔径が例えば10nmの極めて微細な連続泡が含まれ、基布31側の根本側から先端側に水分が毛細管現象によって持ち上げられるようになっている。

0033

内部にミクロボイド421を有するアクリル系親水樹脂繊維の一例としては、例えば東洋紡社製の高機能吸水アクリル繊維商品型番:K909」が好適に用いられる。この例において、第2のパイル42の仕様は、太さが0.9〜2.4dtex,保水量5〜6g/g,強度2.8〜3.3CN/dtex,伸度40〜50%である。

0034

第1のパイル41の植設量をA,第2のパイル42の植設量をBとしたとき、体積比で、第2のパイル42がB/(A+B)=10〜30%を満足するように植設されていることが好ましい。

0035

これによれば、パイル4の総体積の内、第2のパイル42が10〜30%を占めることにより、運動機能性と温度抑制効果とのバランスの取れた人工芝3を得ることができる。

0036

すなわち、第2のパイルの植設量を体積比で10%未満の場合は、水の供給量が少なすぎるため、気化熱による温度抑制効果が小さくなるおそれがあるため好ましくない。逆に、30%超の場合は、第1のパイル41よりも耐久性の低い第2のパイル42の比率が増え過ぎ、人工芝としての使用感外観が劣り、商品上問題が生じるおそれがあるため、好ましくない。

0037

パイル4は、1本または複数本の第1のパイル41と、1本または複数本の第2のパイル42とが、一体的に撚り合わせられた状態で基布31に植設されている。第1のパイル41と第2のパイル42とが一体的に撚り合わせられた状態で基布31に植設されていることにより、人工芝へのタフティング工程が1度で済み、生産コストを抑えることができる。

0038

また、図3に示すように、1本または複数本の第1のパイル41と、1本または複数本の第2のパイル42とを、それぞれ独立した状態で基布31に植設してもよい。

0039

これによれば、第1のパイル41と第2のパイル42とをそれぞれ独立した状態で基布31に植設することにより、第1のパイル41のパイル長h1と、第2のパイル42のパイル長さh2とをそれぞれ個別に設定できる。さらには、それらの植え付け間隔も自在に変更できるため、使用環境に合わせた人工芝3の設計をすることができる。

0040

この例において、第2のパイル42は、1本のモノフィラメントヤーンからなるが、これモノテープヤーンまたはモノフィラメントヤーンを複数本束ねたもの、あるいは、帯状のスプリットヤーンが用いられてよく、内部にミクロボイド421を備え、吸水性を備えてれば、第2のパイル42の形状は仕様に応じて任意に変更されてよい。

0041

また、基布31の裏面には、タフティングされたパイル4の抜け落ちを防止するため、裏止め材32(バッキング材)が一様に塗布されている。裏止め材32には、例えばSBRラテックスウレタンなどの熱硬化性樹脂が用いられるが、必要に応じて例えば炭酸カルシウムなどの増量剤が添加される。

0042

この例において、裏止め材32は、塗布量が600〜900g/m2(乾燥時)となるように一様に塗布されている。なお、裏止め材32は、例えば人工芝用の充填材に再生する場合のことを考慮して、黒色以外の色に着色されていることが好ましい。

0043

このように作成された人工芝3のパイル4の間には、充填材5が充填されている。この例において、充填材5は、廃タイヤを小さな粒状に破砕した弾性粒状物からなり、所定の厚さとなるように充填されている。

0044

充填材5の層厚さは、要求される弾力性により任意に選択されるが、充填材5の流出や飛散を防止するうえで、パイル4(より具体的には第1のパイル41)の突出高さH2(充填材層の表面からパイル先端までの長さ)が10〜30mm以上となる厚さであることが好ましい。

0045

本発明において、充填材5の具体的な構成、すなわち、形状や素材、色、粒径や重さなどは任意的事項である。この例において、充填材5は、弾性粒状物のみからなる単層構造であるが、さらに目砂などの硬質粒状物を加えてもよい。さらには、それらを二層構造としてもよい。また、充填材5の表面にさらに親水性材料を塗布したり、吸水性を有する粒状物を加えて、人工芝全体の保水力をさらに高めるようにしてもよい。

0046

次に、本発明の具体的な実施例について比較例とともに検討する。まず、以下の方法で充填材および人工芝を作製した。

0047

〔人工芝の作製〕
ポリプロピレン製平織布からなる基布に、パイルとして、低密度ポリエチレンからなる第1のパイル(太さ8000dtex,植え付け量1000g/m2)と、東洋紡社製の高機能吸水アクリル繊維「K909」からなる第2のパイル(太さ0.9dtex,植え付け量100g/m2)とを、実施例1〜実施例3の各体積比となるようにタフティング装置タフトしてサンプル人工芝を作製した。併せて、比較例1として第2のパイルを有さない人工芝を用意し、比較例2として第2のパイルが体積比40%のものを用意した。

0048

〔充填材の充填〕
各人工芝サンプル(20cm×20cm)のに廃タイヤからなるゴムチップを層厚さが40mmになるまで充填し人工芝構造体を形成した。上記方法にて作製した人工芝を以下の方法で評価した。

0049

〔温度抑制効果の評価〕
上記各人工芝に対し投光機にて人工芝の表面に継続して光を照射して表面最大温度が75℃に到達したのち、1リットルの水を散水して、その表面温度を継続的に測定した。その結果、散水後3時間経過後も表面温度が55℃以下を維持できた試料を○、できなかった試料を×として評価した。

0050

外観性状の評価〕
各人工芝サンプルを温度抑制効果の評価試験後に、目視にてパイルの倒れ具合を確認し、初期状態を比べて安定している試料を○、倒れてしまっている試料を×として評価した。

0051

〔プレー性(使用感)の評価〕
併せて、各人工芝のプレー性を評価した。評価方法は、第2パイルの増量によってスパイクでの引っ掛かりが大きくなるか否かを実際に人工芝の上を走行して判断した。

0052

以下に、実施例1〜3および比較例1の評価結果を示す。

0053

《実施例1》
〔第2のパイル体積比率〕10%
〔温度抑制効果〕 ○
〔外観性状〕 ○
プレイ性〕 ○

0054

《実施例2》
〔第2のパイル体積比率〕20%
〔温度抑制効果〕 ○
〔外観性状〕 ○
〔プレイ性〕 ○

0055

《実施例1》
〔第2のパイル体積比率〕30%
〔温度抑制効果〕 ○
〔外観性状〕 ○
〔プレイ性〕 ○

0056

〈比較例1〉
〔第2のパイル体積比率〕0%
〔温度抑制効果〕 ×
〔外観性状〕 ○
〔プレイ性〕 ○

0057

〈比較例2〉
〔第2のパイル体積比率〕40%
〔温度抑制効果〕 ○
〔外観性状〕 ×
〔プレイ性〕 ×

0058

上記実施例1〜3および比較例1,2の結果を表1にまとめた。

0059

0060

以上、本発明によれば、以下の知見を得た。すなわち、
(1)比較例1に示すように、第2のパイルを含まない人工芝は、温度抑制効果が得られない。
(2)比較例2に示すように、第2のパイルの体積比が40%を超えると、第1のパイルの機能を損ない、人工芝としての外観およびプレー性に欠ける。

0061

1人工芝構造体
2基盤
3人工芝
31基布
32裏止め材
4パイル
41 第1のパイル
42 第2のパイル
5 充填材

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